Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
398830		Energy-efficient sink mobility algorithms for wireless sensor networks / Kablosuz algılayıcı ağlar için enerji verimli alıcı hareketlilik algoritmaları Yazar:METİN KOÇ Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU Yer Bilgisi: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2015 116 s.
Kablosuz algılayıcı ağ, bir ortamı algılayabilen ve toplanan veriyi alıcı düğüme ileten çok sayıda küçük algılayıcı düğümden oluşur. Çoğu senaryoda algılayıcı düğümler değistirilemez pillerle çalıstırılırlar ve bu durum alıcı düğüme komşu algılayıcı düğümlerin aşırı yüklenmesine bağlı olarak ağ yaşam süresini önemli ölçüde sınırlar. Alıcı düğümü hareket ettirme ve bu yolla algılayıcı düğümler arasındaki iletme yükünü eşit olarak dağıtmak, algılayıcı ağların yaşam süresini iyileştirmek için önemli tekniklerden biridir. Alıcı düğümleri, önceden tanımlanmış bir dizi alıcı yerine doğru etkili biçimde hareket ettirmek üzere tek ve çoklu alıcı hareketlilik problemleri için farklı hareketlilik algoritmaları öneriyoruz. Öncelikle, PLMA ve ELMA adı verilen düğüm yükü parametrelerinin bir tabloda birleştirildiği ve bu tablonun her bir tur için hangi alıcı yerine gidileceğini belirlemek için kullanıldığı, paket ve enerji yükü bazlı alıcı hareketlilik algoritmaları öneriyoruz. Ayrıca en iyi sonuçları elde etmek ve karşılaştırmalı değerlendirme yapmak amacıyla bir tamsayı doğrusal programlama modeli de veriyoruz. Yönlendirme topolojisi alıcı hareketlilik planlarının önemli bir bileşeni olduğundan, ağ yaşam süresini daha da artıran merkezi ve dağıtık yönlendirme topoloji oluşturma algoritmaları da öneriyoruz. İlaveten, ağ topolojisini öğrenmek için başlangıçta öğrenme aşamasına gerek duymayan A-ELMA adlı enerji-yük bazlı alıcı hareketlilik algoritması öneriyoruz. Bu algoritma bir yeri her ziyaret ettiğinde enerji yük tablosunu aşamalı olarak oluşturup güncellemektedir. Son olarak, tek alıcı hareketlilik problemi için önerilen algoritmalar dışında çoklu alıcı hareketlilik problemi için de iki farklı algoritma öneriyoruz. MSMA adlı çoklu alıcı hareket algoritması ağ yasam süresine önemli ölçüde zarar vermeyecek şekilde alıcı hareketlerinin zamanını programlarken hesaplama ve iletişim ek yükünü azaltmak için alıcı yer kombinasyonlarını etkili biçimde sınırlayan merkezi bir algoritmadır. PMA algoritması ise topoloji bilgisinin toplanmasını gerektirmeyen tamamen dağıtık bir algoritmadır. Bu algoritma, yerleri, kalan enerji değeri ve uzaklık metriklerine göre seçmektedir. Algoritmalarımızı değerlendirmek ve literatürdeki bazı temel yaklaşımlarla karşılaştırmak için kapsamlı benzetim deneyleri gerçekleştirdik. Benzetim sonuçları algoritmalarımızın ağ yaşam süresi, gecikme ve katedilen mesafe açısından bazı diğer seçeneklerden daha iyi sonuç verdiğini göstermektedir. Ayrıca algoritmalarımızın bu metriklerin her biri için hangi koşullarda daha iyi sonuç verdiğini belirliyoruz. Algoritmalarımızın kablosuz algılayıcı ağlardaki tek ve çoklu alıcı hareketlilik problemi için kullanımı kolay, etkin ve verimli çözümler sağladığını gözlemledik.
A wireless sensor network consists of a large number of tiny sensor nodes which are capable of sensing an environment and sending the collected data to a sink node. For most scenarios, sensor nodes are powered with irreplaceable batteries and this dramatically limits the lifetime of the network, especially due to overloading of the sensor nodes neighboring sink node. Such nodes need to forward more traffic than other nodes in the network. Moving sink node and in this way distributing forwarding-load evenly among sensor nodes is one of the important techniques for improving lifetime of sensor networks. We propose different mobility algorithms for single-sink and multiple-sink mobility problem to efficiently move sink nodes through a predefined set of sink sites. We first provide packet-load and energy-load based sink mobility algorithms, called PLMA and ELMA, in which node-load parameters are incorporated into a table and this table is used to determine which sink site to visit in each round. We also give an integer programming model to get optimal results and do benchmarking. Since routing topology is an important component of sink mobility schemes, we also propose centralized and distributed routing topology construction algorithms to further increase network lifetime. Additionally, we propose an adaptive energy-load based sink movement algorithm, called A-ELMA, which does not require an initial training phase to learn about network topology. It incrementally constructs and updates energy-load table each time it visits a site location. Finally, besides proposing algorithms for single-sink mobility problem, we also propose two different algorithms for multiple-sink mobility problem. Our Multiple Sink Movement Algorithm (MSMA) is a centralized algorithm and effectively limits the sink site combinations to reduce computation and communication overhead in scheduling sink movements without harming network lifetime significantly. Our Prevent and Move Away (PMA) algorithm is a fully distributed algorithm and does not require topology information to be collected. It selects sites based on remaining energy values and distance metrics. We evaluated our algorithms and compared them to some basic approaches in the literature by conducting extensive simulation experiments. Our simulation results show that our algorithms can perform better than some other alternatives in terms of network lifetime, latency and travel distance. We also identify under which conditions our algorithms perform better for each of these metrics. We observed that our algorithms provide simple-to-use, efficient, and effective solutions for single- and multiple-sink mobility problems in wireless sensor networks.